DE2134009A1 - Vorrichtung, insbesondere fuer fahrzeugheizungen zum erzeugen eines mischluftstromes - Google Patents

Description

• Vorrichtung, insbesondere für Fahrzeugheizungen zum Erzeugen eines Mischluftstromes Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere für Fahrzeugheizungen zum Erzeugen eines Mischluftstroms aus einem durch ein Heizgerät beheizten Warmluftstrom und mindestens einem Zusatz-Luftstrom niedrigerer Temperatur.
• Fahrzeugheizungen, welche lediglich die Verlustwärme der Antriebsaggregate des Fahrzeugs ausnutzen, genügen heute vielfach nicht mehr den Ansprüchen, zumal die in den letzten Jahren wesentlich verbesserten Wirkungsgrade der Fahrzeugantriebe zu einer Verringerung der verwertbaren Verlustwärme geführt haben. Insbesondere luftgekühlte Brennkraftmaschinen stellen heute weniger denn je eine befriedigende Wärmequelle für Fahrzeugheizungen dar.
• Schließlich ist zu bedenken, daß in der' Warmlaufphase jeder Brennkraftmaschine bzw. bei längeren Talfahrten besonders geringe Wärmemengen zur Verfügung stehen, so daß die Fahrzeugheizung in diesen Betriebszuständen besonders zu wünschen übrig läßt.
• Es sind daher schon Fahrzeugheizungen entwickelt worden, die einen zusätzlichen und vom Motor unabhängigen Wärmeerzeuger besitzen. Hierbei handelt es sich einerseits um Anordnungen, die in den Kühlmittelkreislauf eingeschaltet sind und das Kühlmittel aufheizen sowie andererseits um Anordnungen, die einen stark aufgeheizten Luftstrom abgeben. Die Temperaturen der Warmluft in den zuletzt genannten Fällen kann bis über 100 Grad C erreichen. Solche Temperaturen liegen aber für das Ausblasen in die zu beheizenden Räume zu hoch und können auch für die Scheibenklarung nicht benutzt werden. Aus diesem Grund wird die Warmluft hoher Temperatur durch Zusatzluft niedrigerer Temperatur auf eine akzeptable Temperatur heruntergebracht. Zu bedenken hierbei ist, daß die aus der Aufheizvorrichtung kommende Warmluft zur Vermeidung von Überhitzungen nicht gestaut werden darf; die in den Leitungen auftretenden Widerstände müssen zur Vermeidung eines Wärmestaus folglich gering sein. Das bedeutet aber, daß die zur Verfügung stehende Druckenergie nicht zum Betrieb eines Luftmischers, beispielsweise eines 1njektors, verwendbar ist.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für Fahrzeugheizungen geeignete Heizluft-Mischvorrichtung zu schaffen, die einerseits das Auftreten eines Wärmestaus ausschließt und andererseits einen Luftstrom angenehmer bzw. einstellbarer Temperatur abgibt.
• Bei der eingangs erwähnten Vorrichtung besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, daß im Zusatz-Luftstrom ein Gebläse angeordnet und die Leitung des Zusatz-Luftstromes an einer Stelle nach dem Heizgerät in die Leitung des Warmluftstromes eingeführt ist, und daß sich im Mischluftstrom ein Thermostat befindet, dessen Stellglied mit einem zumindest in einer Stellrichtung zwangsgekoppelten Steuerorgan verbunden ist, welches die TeSrdermenge des Zusatz-Luftstromes beeinflußt. Dieses Steuerorgan kann eine Drosselklappe sein, die mit einem Schalter gekuppelt ist, welcher seinerseits das Ein- und Ausschalten des Gebläses bewirkt. Bei Verwendung von einem Elektromotor für den Antrieb des Gebläses besteht eine weitere vorteilhafte Möglichkeit der Gestaltung des Steuerorgans darin, daß im Stromkreis des Gebläsemotors ein Potentiometer liegt. Beide Ausführungsmöglichkeiten ermöglichen in vorteilhaft einfacher Weise eine stufenlose Verstellung der Fördermenoe des Zusatz- Luftstromes und damit eine Einstellung urid Regelung der Temperatur des Mischlufttromes.
• Vorteilhafterweise ist der Thermostat mit dem Steuerorgan über ein Getriebe, beispielsweise ein Hebelgetriebe bzw. ein Hebelaetriebe mit Freilaufelementen verbunden, das einseitig durch eine Feder vorgespannt ist. Man erreicht hierdurch einen einseitigen Formschluß, durch den die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung besonders gefördert wird. Schließlich kann es vorteilhaft sein, das Steuerorgan mit einer zusätzlich wirksamen Handsteuereinrichtung zu versehen.
• Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand von zwei bevorzugten Ausführunosbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der ersten Ausführungsform der Vorrichtung; Fig. 2 eine Draufsicht auf den Betätigungshebel der Drosselklappe; und Fig. 3 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung.
• Bei der in Fig. 1 «arqestelltn Ausführungsform gelanqt die aus einem Heizgerät 1 kommende Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform gelangt die aus einem Heizgerät 1 kommende Warmluft 9 hoher Temperatur zunäch-st in eine Leitung 2, in die eine Leitung 3 für einen Zusatz-Luftstrom 10 einmündet. Der Bereich der Leitungen 2, 3 stellt einen Mischkanal 4 dar, aus der der auf die gewünschte Temperatur gebrachte Mischluftstrom 8 ausströmt. Das Heizgerät 1 ist eine vom Motor des Fahrzeuges od. dgl. unabhängige Wärmequelle. Der Zusatzluftstrom 10 ist entweder unbeheizt oder wird von einem Wärmetauscher vorgeheizt, welcher die Verlustwärme der Antriebsaggregate des Fahrzeugs ausnutzt.
• Innerhalb des Mischkanals 4 umströmt der Mischluftstrom 8 einen Thermostaten 5, dessen Stellglied 6 mit einer Verstelleinrichtung 7 für dessen wirksame Länge versehen und durch eine Öffnung im Mischkanal 4 herausgeführt ist. Am freien Ende des Stellglieds 6 befindet sich ein Langlochbügel 11, in dessen Innenraum ein an einem Doppelhebel 13 befestigter Mitnehmerzapfen 12 hineinragt.
• Der Doppelhebel 13 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Kniehebel. Mit Hilfe einer Zugfeder 14 ist der Doppelhebel 13 so vorgespannt, daß der Mitnehmerzapfen 12 in Richtung auf das innere Ende des Langlochbügels 11 vorgespannt wird. Der Doppelhebel 13 ist in einem Lager 15 drehbar befestigt.
• Der rechte Hebelarm des Kniehebels 13 ist über einen Drehpunkt 17 mit einem Gestänge 16 verbunden, welches an das aus einer Drosselklappe 18 sowie einen Motorschalter 19 bestehende Steuerorgan für den Zusatz-Luftstrom 10 angeschlossen ist. Im einzelnen ist die Drosselklappe 18 mittels eines auf ihrer Schwenkachse 20 befestigten Betätigungshebels 21 sowie eines Mitnehmerzapfens 22, der am Gestänge 16 befestigt ist und in ein Langloch 23 des Betätigungshebels 21 eingreift, mit diesem Gestänge 16 verbunden. Dieses Langloch 23 erlaubt eine Veränderung des wirksamen Hebelarmes des Betätigungshebels 21 und damit eine Justierung des Fördervolumens des Zusatz-Luftstromes 10.
• Am freien Ende des Gestänges 16 befindet sich ein Drehpunkt 24, in dem der zum Steuerorgan gehörige Motorschalter 19 angelenkt ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Motorschalter 19 als an sich bekannter chleifkontaktschalter ausgebildet, dessen Schleifer 25 über eine Leitung 7 mit dem Minuspol einer Stromquelle 28, beispielsweise der Fahrzeugbatterie, und dessen Kontaktbahn 26 über eine Leitung 29 mit dem elektrischen Antriebsmotor eines Gebläses 30 verbunden ist. Der andere Motoranschluß des Gebläses 30 liegt über eine Leitung 31 am pluspol der Stromquelle 28. Das Gebläse 30 dient dazu, den Druck des Zusatz-Luftstromes 10 soweit zu erhöhen, daß eine gute Mischung der Luftströme im Bereich des Mischkanals 4 stattfinden kann.
• Der Drehpunkt 17 zwischen Kniehebel 13 und Gestänge 16 besitzt eine nicht dargestellte zapfenartige Erweiterung, welche von einer Gabel 33 eines Handgestänges 34 umfaßt wird. Das der kabel 33 entgegengesetzte Ende des Handqestänges 34 ist über einen Drehpunkt 35 mit einem Handhebel 36 verbunden, der seinerseits über einen Drehpunkt 37 drehbar am Fhrzeug gelaqert ist.
• Die Vorrichtunq arbeitet wie folgt: Vor Inbetriebnahme wird zunächst der Temperatur-Sollwert für den Mischluftstrom 8 innerhalb es Mischkanals 4 eingestellt, den der Thermostat ' über sein Stellglied 6 und das aus Drosselkiappe 18 und McXtorschdlter 19 bestehende Steuerorgan einreqeln soll. Diese Justierung des Sollwertes erfolgt durch eine Längenverstellung des Stellgliedes 6 mit Hilfe irier Verstelleinrichtung 7. Bei einer Verkürzung der Verstelleinrichtung 7 wandert der Mitnehmerzapferi 12 in Richtung "a" des Doppelpfeiles über der Verstelleinrichtung 7, so daß sich die Drosselklappe 18 schließt, der Motorschalter 19 im Extremfalls abschaltet und somit das Fördervolumen des Zusatz-Luftstromes 10 verringert. Eine Verlängerung des Stellgliedes 6 in Pfeilrichtung "b" bewirkt dagegen eine Zunahme des Fördervolumens innerhalb des Zusatz-Luftstromes 10.
• Im Betrieb der Vorrichtung regelt der direkt im Mischluftstrom 8 liegende Thermostat 5 über sein Stellglied 6, den Kniehebel 13 und das Gestänge 16 die Drosselklappe 18 so ein, daß die Mischung aus dem Warmluftstrom 9 und dem Zusatzuftstrom 10 immer einen Mischluftstrom 8 vorgegebener Temperatur ergibt.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt eine zusätzliche Handsteuereinrichtung, mit welcher sich beispielsweise zum Zwecke erhöhter Frischluftzufuhr in das Fahrzeug der Zusatz-Luftstrom 10 willkürlich und unabhängig vom Thermostaten 5 auf seinen Maximalwert verändern läßt.
• Bewegt man den Handhebel 36 aus seiner geschlossenen Endlage in seine in Fig. 1 mit unterbrochenen Linien dargestellte geöffnete Endlage, so wird dabei mit Hilfe des Handgestänges 34 auch das Gestänge 16 in seine untere Endlage bewegt, in der die Drosselklappe 18 voll geöffnet und der Motorschalter 19 in jedem Falle eingeschaltet ist.
• Hierbei wird auch der Kniehebel 13 in zur Kraftrichtung der Zugfeder 14 entgegengesetzter Richtung bewegt, wobei sein Mitnehmerzapfen 12 innerhalb des Langlochbügels 11 verschoben wird. Dadurch wird erreicht, daß die Drosselklappe 18 und der Motorschalter 19 bei Betätigung des Handhebels 36 der Einwirkung des Thermostaten 5 entzogen sind. Ist der Handhebel 36 in seiner geschlossenen Endlage, so verbleibt das Gestänge 16 auf Grund der geöffneten Gabel 33 am Handgestänge 34 unbeeinflußt von der Handsteuereinrichtung.
• In Fig. 3 ist eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung teilweise schematlsch dargestellt. Soweit deren Einzelheiten mit der Ausführung von Fig. 1 übereinstimmen, werden gleiche Bezugszeichen verwendet. Der wesentliche Unterschied dieser Ausführung besteht darin, daß hier ein Potentiometer 38 als Steuerorgan Verwendung findet.
• Wie zuvor bereits beschrieben, ist auch hier der Thermostat 5 mit einem Stellglied 6 mit Verstelleinrichtung 7 sowie einem Langlochbügel 11 ausgestattet, in dessen Innenraum bei der vorliegenden Ausführung jedoch ein an einem Segmenthebel 40 befestigter Mitnehmerzapten 39 hineinragt. Dieser Segmenthebel 40 ist an einem in einem Drehpunkt 42 drehbar gelagerten Segment 41 befestigt, welches einen Kreisausschnitt darstellt und in seinem Kreisbogen mit einer Verzahnung versehen ist. Am Segment 41 greift die aus Fig. 1 bekannte Zugfeder 14 an und spannt dieses so vor, daß es in seiner Ruhelage am linken Ende des Langlochbügels 11 anliegt und dabei dem temperaturgesteuerten Stellweg des Stellgliedes 6 folgen kann.
• Mit der Verzahnung des Segmentes 41 kämmt ein mit der Achse des Potentioneters 38 fest verbundenes Zahnrad 43.
• Während ein Schleifer 45 des Potentiometers 38 über eine Leitung 46 mit dem Minuspol der Stromquelle 28 verbunden ist, ist der eine Anschluß 44 an die Widerstandsbahn des Potentiometers 38 über eine Leitung 47 an den Gebläsemotor angeschlossen. Zwischen dem Pluspol der Stromquelle 28 und dem anderen Anschluß des Gebläsemotors liegt die bereits bekannte Leitung 31.
• Das Potentiometer 38 ist so mit der Stromquelle 28 und dem Gebläsemotor verbunden,daß in der in Fig. 2 dargestellten Endlage der Schleifer 45 im Innern des Potentiometers in der nach Verdrehung im Uhrzeigersinn.erreichbaren Endlage liegt. Das heißt, daß der gesamte Innenwiderstand des Potentiometers 38 im Stromkreis des Gebläsemotors liegt, so daß dieser stillgelegt ist. Dieser Zustand würde beim Betrieb der erfindungsgemäßen Heizluft-Mischvorrichtung nach Fig. 3 bedeuten, daß kein Zusatz-Luftstrom 10 erforderlich ist, weil die Temperatur des Warmluftstromes 9 gleich oder kleiner als die Solltemperatur des Thermostaten 5 ist.
• Auch die abgewandelte Ausführung gemäß Fig. 3 besitzt eine Handsteuereinrichtung mit dem Handhebel 36, dessen Drehpunkt 37 hier jedoch am Ende dieses Handhebels und dessen Drehpunkt 35 im Mittelteil des Handhebels 36 angeordnet ist. Die Verbindung zu dem das Potentiometer 38 mit dem Thermostaten 5 verbindenden Getriebe erfolgt hier über eine Zugstange 48 mit einem Langlochbügel 49 an dessen Ende.
• In den Innenraum dieses Langlochbügels 49 an der Zugstange 48 ragt ein Mitnehmerstift 50 am verlängerten Ende des Seqmenthebels 40.
• In Fig. 3 liegt der mit einer durchgehenden Linie dargestellte Handhebel 36 in seiner linken geschlossenen Endlage. Diese Endlage ist mit "zu" bezeichnet und bedeutet, daß die Handsteuereinrichtung außer Betrieb ist.
• In dieser Endlage des Handhebels 36 kann das Getriebe zwischen Thermostat 5 und Potentiometer 38 ungehindert seine Regelaufgabe erfüllen, da dem Mitnehmerstift 5 die gesamte Innenraumlänge des Langlochbügels 49 zur Verfügung steht und dieser sich frei bewegen kann. Soll jetzt mit Hilfe des Handhebels 36 zusätzliche Frischluft in das Fahrzeuginnere qeblasen werden, so wird dieser in seine rechte, mit unterbrochenen Linien dargestellte Endlage gebracht, um die Luftfördermenge des Zusatz-Luftstromes 1C auf ihren Maximalwert zu erhöhen. Hierbei wird der Mitnehmerstift 50 durch das hintere Ende des Langlochbügels 49 erfaßt und damit das gesamte Segment 41 in seine rechte Endlage geschwenkt. Der Thermostat 5'mit seinem Stellglied 6 bleibt hiervon unberührt, da jetzt der Mitnehmerzapten 39 frei durch den Innenraum des anderen Langlochbügels 11 am Stellglied 6 hindurchgleiten kann. gemeinsam mit dem Segment 41 ist jetzt auch durch dds zwischengeschaltete Lahnrad 43 das Potentiometer in seine nach Verdrehung entgegen dem IJhrzeiqersinn zu erreichende Endlage verdreht worden. In dieser Endlage ist der Innenwiderstand des Potentiometers 38 auf Null abgesunken, so daß am Gebläsemotor die volle spannung der Stromquelle 28 liegt. Der Zusatz-Luftstrom 10 hat damit seine maximale Luftfördermenge erreicht, bei der - je nachdem, ob das Heizgerät eingeschaltet ist oder nicht - ein Mischluftstrom 8 mit weit unter dem Sollwert liegender Temperatur oder nur der Zusatz-Luftstrom 10 durch den Mischkanal 4 hindurch in das Fahrzeug geblasen wird.
• Außer durch den Handhebel 36 der Handsteuereinrichtung läßt sich der volle Zusatz-Luftstrom auch noch durch einen Handschalter 51 bewirken, welcher das Potentiometer 38 unabhängig von seiner augenblicklichen Stellung überbrückt und im eingeschalteten Zustand den Gebläsemotor mit der vollen Spannung der Stromquelle 28 versorgt.
• Der Antrieb des Potentiometers braucht nicht notwendiqerweise von einem Zahnradgetriebe gebildet zu sein, obwol dies zur Erreichung eines großen Drehwinkels zweckmäßig ist. In anderen Fällen genügt es, daß anstelle des Segmenthebels 40 mit dem Segment 41 ein einfacher Hebel verwendet wird, der auf der Achse des Potentiometers qelagert ist. Diese Ausführung erfordert jedoch eine besondere Konstruktion des Potentiometers, da der Drehwinkel in diesem Fall nur klein ist.

Claims (10)

A N 5 P R Ü C H E

1. Vorrichtung, insbesondere für Fahrzeugheizungen, zum Erzeugen eines Mischluftstromes aus einem durch ein Heizgerät beheizten Warmluftstrom und mindestens einem Zusatz-Luftstrom niedrigerer Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß im Zusatz-Luftstrom (10) ein Gebläse (30) angeordnet und die Leitung (3) des Zusatz-Luftstroms (10) an einer Stelle nach dem Heizgerät (1) in die Leitung (2) des Warmluftstroms (9) eingeführt ist; und daß sich im Mischluftstrom (8) ein Thermostat (5) befindet, dessen Stellglied (6) mit einem zumindest in einer Stellrichtung zwangsgekoppelten Steuerorgan (18, 19; 38) verbunden ist, welches die Fördermenge des Zusatz-Luftstroms (10) beeinflußt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan von einer rosselklappe (18) und einem Schalter (19) gehildet ist, von denen die Drosselklappe 18 in der Leitung (3) liegt und der Schalter (19) den Antrieb des Gebläses (30) schaltet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe (18) einen einstellbaren Betätigungshebel (21) besitzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (30) von einem Elektromotor angetrieben und das Steuerorgan ein im Stromkreis dieses Antriebsmotors liegendes Potentiometer (38) ist.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat (5) über ein Getriebe (13 ...; 41 ...) mit dem Steuerorgan (18 ...; 38 ...) mechanisch verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (13 ...; 41 ...) in Richtung auf eine Stellrichtung durch eine Feder (14) vorgespa-nnt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch qekenllzeichnet, daß das Getriebe (13 ...; 41 ...) nur in einer Stellrichtung Formschluß besitzt.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (18 ...; 38...) durch eine Handsteuereinrichtung (36 ...) betätigbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Handsteuereinrichtung (36 ...) am i;etriebe (13 . .; 41 ...) angreift und nur in einer Stellrichtung Formschluß besitzt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer (38) durch einen von Hand betätigbaren Schalter (51) überbrückbar ist.

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